Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

Niezawodność i diagnostyka systemów cyfrowych Prof. Wojciech Zamojski s. 203C3

Podobne prezentacje


Prezentacja na temat: "Niezawodność i diagnostyka systemów cyfrowych Prof. Wojciech Zamojski s. 203C3"— Zapis prezentacji:

1 Niezawodność i diagnostyka systemów cyfrowych Prof. Wojciech Zamojski s. 203C3

2 1. Wprowadzenie System cyfrowy –Hardware, software, man –Funkcje, zadania Niezawodność –Uszkodzenia (hardware) naprawy = reliability –Uszkodzenia, błędy, ataki (hardware, software, man) odnowa = dependability diagnostyka

3 1.Wprowadzenie Cel –Ocena wystąpienia zdarzenia i reakcji systemu A priori A posteriori Zakres –Pojęcia podstawowe – definicje –Model matematyczno-formalny –Metoda rozwiązania modelu analityczna symulacyjna –Badania, testowanie

4 2. Niezawodność i jej miary 2.1 Cechy obiektu Cechy obiektu –cechy mierzalne (ilościowe) - opisujące obiektywnie ; –cechy niemierzalne (jakościowe) - opisujące subiektywnie

5 2.2 Tolerancja statystyczna cechy mierzalnej Przedział tolerancji statystycznej cechy mierzalnej

6 2.2 Tolerancja statystyczna cechy mierzalnej

7

8 Rozkład normalny

9 2.3 Wymuszenia czynniki wymuszające Zespół czynników wymuszających - zbiór realizacji chwilowych procesów stochastycznych poszczególnych czynników wymuszających Wewnętrzne, zewnętrzne

10 2.3 Wymuszenia

11

12 2.4 Niesprawności

13 b

14 c d

15

16 2.5 Definicja niezawodności Niezawodność jest to własność obiektu poprawnej pracy (poprawnej realizacji wszystkich funkcji i czynności) w wymaganym czasie i określonych warunkach eksploatacji (dla danego zespołu czynników wymuszających) - niezawodność (reliability), t - czas pracy, - założony (wymagany) czas pracy bez uszkodzenia

17 2.5 Definicja niezawodności Miara niezawodności obiektu Przykłady

18 2.6 Funkcja niezawodności funkcja niezawodności obiektu (obiekty nienaprawialne) - własności: –t = 0 ; R(0) = 1, –funkcja nierosnąca funkcja czasu, –

19 Funkcja niezawodności (1)

20 Funkcja niezawodności (2) Niezawodność początkowa – konstrukcyjna, Niezawodność parametryczna, Niezawodność katastroficzna założenia!!

21 Zawodność obiektu Zawodność jest to właściwość obiektu nie realizowania przewidzianych funkcji (pojedynczych lub wszystkich) w założonym czasie i w określonych warunkach eksploatacji (w danym zespole czynników wymuszających). Funkcja zawodności

22 2.7 Eksperymentalne oszacowania Eksperyment - pomiar czasu pracy do uszkodzenia próbki

23 2.8 Niezawodnościowa klasyfikacja systemów Kryterium - liczba niesprawności: obiekty pracujące do pierwszego (jednego) uszkodzenia, zwane systemami (obiektami) nienaprawialnymi, obiekty ze strumieniem uszkodzeń (z wieloma uszkodzeniami) Kryterium - możliwość naprawy: systemy nienaprawialne (systemy bez obsługi, systemy bez odnowy), systemy naprawialne (systemy z obsługą, systemy odnawialne)

24 Kryterium - możliwość naprawy: systemy nienaprawialne (systemy bez obsługi, systemy bez odnowy), systemy naprawialne (systemy z obsługą, systemy odnawialne),

25 Kryterium - złożoność niezawodnościowa systemy (obiekty) proste – pojedyncze elementy własne charakterystyki niezawodnościowe, systemy (nienaprawialne i naprawialne) zbudowane z systemów prostych charakterystyki niezawodnościowe są funkcjami, których argumenty stanowią charakterystyki niezawodnościowe obiektów prostych, systemy złożone, zwane też systemami wielkimi, zbudowane z wielu obiektów ( systemów i obiektów prostych). Systemy złożone - wiele stanów niezawodnościowych; stanów sprawności, niesprawności, częściowej sprawności.

26 3.NIEZAWODNOŚĆ OBIEKTÓW PROSTYCH ZE WZGLĘDU NA USZKODZENIA KATASTROFICZNE Założenia zbiór N jednakowych obiektów prostych, jednakowe rozkłady czasu pracy do uszkodzenia - dystrybuanta F(t),

27 3.1 Częstość uszkodzeń Funkcja gęstości (częstości) uszkodzeń a(t)

28 3.2 Intensywność uszkodzeń Intensywność uszkodzeń

29 Wzór Wienera Wykładnicze prawo niezawodności;

30 Średni czas pracy do uszkodzenia (Mean Time to First Failure)

31 Krzywa życia

32 3.3 Eksperymentalne oszacowania

33 Przykład. Partię żarówek o liczności N = 900 sztuk poddano badaniom dla oszacowania wartości miar niezawodności. w przedziale czasu [0, 2 000] uszkodziło się 300 w przedziale [2 100, 2 200] uszkodziło się 20 kolejnych żarówek.

34 4. Systemy naprawialne

35 Średni czas odnowy (naprawy) Mean Time Renewal Najczęściej przyjmuje się, że czas odnowy obiektu jest opisany rozkładem wykładniczym z parametrem

36 Średni czas pracy pomiędzy uszkodzeniami Mean Time Between Failures

37 Funkcja gotowości Funkcja gotowości A(t) obiektu naprawialnego jest to prawdopodobieństwo, że w chwili t obiekt będzie realizował poprawnie swoje zadania. Współczynnik gotowości

38 Efektywność systemu Elementy, systemy, systemy złożone system addytywny

39 Efektywność addytywnego systemu złożonego jest wartość oczekiwana efektywności wyznaczona dla danego przedziału czasu Stacja radarowa

40 Modele funkcjonalno-niezawodnościowe W dalszych rozważaniach będzie wprowadzone pojęcie stanu funkcjonalno-niezawodnościowego, co w konsekwencji doprowadzi do modyfikacji Definicji i zależności lub zadania

41 Struktura niezawodnościowa Definicja Struktura niezawodnościowa jest to odwzorowanie wpływu uszkodzeń elementów na niezawodność systemu (obiektu).

42 Struktura niezawodnościowa

43 Funkcja strukturalna Element – System - … Uzupełnienie stanów Przykład. System oświetlenia

44 Ścieżki i funkcje strukturalne Definicja Ścieżka sprawności – każdy podzbiór elementów gwarantujących sprawność systemu. Definicja Minimalna ścieżka sprawności – taki podzbiór elementów gwarantujący sprawność systemu, ale uszkodzenie dowolnego z nich jest równoważne uszkodzeniu systemu. Funkcja strukturalna sprawności systemu = suma minimalnych ścieżek

45 Klasyfikacja systemów Systemy szeregowe tylko jedna ścieżka sprawności i to minimalna, Systemy równoległe Systemy progowe Zastosowanie Trudne ręcznie; możliwość komputeryzacji

46 Schemat blokowy Uszkodzenie = zniszczenie drogi przepływu Szeregowe, Równoległe, Mieszane, Progowe, Inne, np. Mostkowe Zastosowanie - Powszechne; systemy nienaprawialne

47 Graf stanów – przejść, Graph ST

48 Stany funkcjonalno-niezawodnościowe – rozróżnialne, na danym poziomie analizy skutki zmian zachodzących w systemie Przejścia – zmiany funkcji, uszkodzenia, odnowy Przejścia probabilistyczne, deterministyczne Numeracja stanów Podstawowe założenie: pojedynczość przejść!! Przykład. Dwa elementy równoległe

49 Stany sprawności i niesprawności Macierzowy zapis macierz stanów (macierz prawdopodobieństwa przebywania w stanie), macierz przejść Zastosowanie Naprawialne (podstawowe narzędzie!), Nienaprawialne Przykład. Szeregowe połączenie nienaprawialne i naprawialne

50 Metody wyznaczania miar niezawodności

51 Konieczne założenia i definicje –Definicja uszkodzenia, –Definicja – wybór miar –Niezależność i pojedynczość zdarzeń –Dobór metody liczenia

52 Metody zdarzeniowe Podstawowe zależności wynikające z rachunku prawdopodobieństwa Systemy nienaprawialne

53 Metoda funkcji strukturalnych Metody mnemotechniczne – normy

54 Metoda schematów blokowych Schematy –Szeregowe –Równoległe, –Mieszane Wyznaczanie funkcji niezawodności MTTFF Intensywność uszkodzeń Przykłady

55 Metoda równań stanów Graf ST –stany –przejścia Założenia –wykładnicze rozkłady czasu pracy do uszkodzenia i odnowy –przejścia pojedyncze

56 Jednorodny proces Markowa (dla stanów) Jednorodny proces Markowa – prawdopodobieństwo przejścia pomiędzy dwoma stanami w odcinku czasu [t, u] zależy jedynie od długości (wielkości) u, a nie od położenia odcinka na osi czasu

57

58 Wektor prawdopodobieństw stanów Macierz intensywności przejść

59 Macierzowe równanie prawdopodobieństw stanów Przykład

60 Metody rozwiązywania układów równań różniczkowych Transformata Laplacea

61 Rozkład stacjonarny Definicja Proces stacjonarny – proces, w którym dowolne przesunięcie osi czasu nie zmienia rozkładu procesu proces nie zależy od czasu. Uwaga. Jednorodny proces Markowa nie jest na ogół procesem stacjonarnym. Jednakże z upływem czasu prawdopodobieństwa przestają zależeć od czasu. Wynika to z ergotycznego twierdzenia Markowa.

62 Ergotyczne twierdzenie Markowa Jeżeli dla jednorodnego procesu Markowa o skończonej liczbie stanów istnieje niezerowa macierz intensywności przejść, to istnieją, są skończone i nie zależą od rozkładu początkowego granice zwane rozkładem stacjonarnym lub granicznym procesu

63 Równanie macierzowe Równania algebraiczne + warunek normujący

64 Wyznaczenie niektórych miar niezawodności Klasyfikacja stanów; sprawności (+) i niesprawności Funkcja niezawodności Średni czas pracy do uszkodzenia

65

66 Funkcja i współczynnik gotowości

67


Pobierz ppt "Niezawodność i diagnostyka systemów cyfrowych Prof. Wojciech Zamojski s. 203C3"

Podobne prezentacje


Reklamy Google